BE380118A - - Google Patents

Description

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    MEDIRE   DESCRIPTIF DEPOSE A L'APPUI DE LA   DECIDE   
D'UN   BREVET     D'INVENTION   Procédé de réduction directe du minerai de fer 
La présente invention concerne la réduction directe du rainerai de fer et vise plus particulièrement un procédé selon lequel du charbon bitumineux est distillé jusqu'à la phase de coke à basse température et du minerai de fer est ajouté au coke pendant que ce dernier conserve encore une grande teneur en hydrogène,puis le mélange est chauffé en présence d'hydrogène et d'oxyde de carbone formé au cours du procédé pour réduire le 

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   minerai, et enfin le minerai réduit ou fonte spongieuse est séparé de la gangue, des cendres et du carbone non consommé, tout ceci devant être décrit en détail dans ce qui   suit .   



   Pour permettre une meilleure compréhension de   l'invention,   le procédé est décrit ci-après en détail en se référant au dessin annexé, dont la figure unique séparée en deux tronçons est une élévation latérale schématisée, partie en coupe verticale, d'un appareil dans lequel ce procédé peut être mis en oeuvre. 



   1 désigne une cornue verticale, comprenant un compar- timent de chauffe 2 et des tubes de chauffe communicants 3, espacés verticalement dont chacun est muni d'un transporteur à vis d'Archimède 4, entraîné par tout dispositif appropriée ces tubes étant établis pour déplacer la matière solide en avant et en arrière à travers la cornue pendant sa descente dedans. Des gaz chauffants sont produits aux fours ou brûleurs 5 et distribués à la chambre 8 ménagée dans la partie inférieure de la cornue par des tuyaux 7 et un collec- teur distributeur 8. Ces gaz chauffants circulent autour des tubes 3 et sont évacués à la partie supérieure de la cornue pour la sortie 9.

   Une trémie à charbon 10   .distribue   la matière carbonée au tube supérieur 3, tandis qu'une trémie 11 est montée de façon à distribuer du minerai de fer dans un tube de chauffe intermédiaire 12, placé à une distance importante du haut et du fond de la cornue, Les tubes supérieurs de la cornue sont raccordés à des tuyaux de sortie de vapeurs et gaz 13, qui communiquent avec un ¯collecteur 14 conduisant au condenseur 15 et à l'épurateur 16. Le produit de condensation   formédans   ce condenseur est 

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 recueilli dans un récipient 17. Les gaz sont tirés de l'épurateur 16 par le tuyau 18 au moyen d'une soufflerie à aspiration 19 et recueillis dans le gazomètre 20. Des gaz peuvent être distribués par le gazomètre 20 aux brû leurs 5 par le tuyau 21. 



   Le tube de chauffe intermédiaire 12 auquel le minerai est distribué est raccordé à un tuyau de sortie de gaz 22 menant au condenseur 23 et à l'épurateur 24, un récipient 25 étant prévu pour recevoir le produit de condensation. 



  Les gaz sont tirés de l'épurateur 24 par un tuyau 26, au moyen du ventilateur ou soufflerie à aspiration   27, . puis   de là conduits au gazomètre 28. Un conduit 29 est prévu pour fournir des gaz venant du gazomètre 28 au tube inférieur de la cornue. Un tuyau de distribution d'air 30 est également raccordé à, la partie inférieure de la cornue,. 



   Le résidu solide est déchargé de la cornue sur un transporteur sans fin 31, par lequel il est transporté à un amalgameur 32. Ce dernier est divisé en plusieurs com- partiments au moyen de chicanes 33 et chaque compartiment est muni d'un agitateur 34 entraîné par tout dispositif approprié 35. L'amalgameur se décharge dans un séparateur   36   et les produits les plus lourds sont retirés du fond de ce dernier au moyen d'un séparateur à traction 37. 



  L'amalgame déborde du séparateur 36 et est transporté au moyen d'un transporteur sans fin 38 à la trémie 10. 



   Un conduit 39 va du gazomètre 28 aux brûleurs 5 pour distribuer le gaz de ce gazomètre à ces brûleurs. La tu-   yauterie   est munie de robinets partout où on le désire,   comme   représenté sur le dessin.      



  Selon le procédé   de     11 invention,   du charbon bitumineux 

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 mélangé avec de l'amalgame obtenu comme décrit   ci-après,   est distribué au tube   supérieur 3   et est déplacé vers le 'bas à travers la cornue au moyen de transporteurs 4. En descendant à travers la cornue, la matière est progressi- vement chauffée indirectement par les gaz fournis par des   . brûleurs   5 à la chambre 6 et passant autour des tubes jusqu'à la sortie 9. Le chauffage est tel que la matière carbonée, lorsqu'elle arrive au tube intermédiaire 12, est au stade de coke à basse température, mais contenant encore une certaine teneur en hydrogène volatil.

   Dans le cas de charbon bitumineux, une température comprise entre 325  0 et 650  C est appropriée à ce résultat. Des      vapeurs et gaz   d'hydrocarbures   dégagés des matières car- bonées sont évacus de la partie supérieure de la cornue par des tuyaux 13, les vapeurs sont condensés dans le condenseur 15 et le produit de condensation est recueilli dans le récipient 17, puis les gaz sont épurés dans   l'épu-   rateur 16, d'une manière appropriée connue, et ensuite recueillis dans le gazomètre 20. 



   .En arrivant au tube intermédiaire 12, le coke à basse température ayant une grande teneur en hydrogène est mélangé avec du minerai de fer pulvérisé distribué par   la-trémie   11. Le coke et le minerai peuvent être mélangés en proportions sensiblement égales, mais il est évident que ce rapport peut varier. Le mélange de coke et de minerai descend alors à travers les zones de la cornue dans lesquelles les températures sont ap-   propriées   à réduire convenablement le minerai. Ces températures peuvent être de l'ordre de 540 C à 1650 C. 



  Les parties volatiles retirées du coke et le gaz oxyde 

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 de carbone, formés par réaction entre le coke chaud et l'oxygène du minerai sont évacués de la section de réduction de la cornue par la sortie 22. Ces gaz sont principalement constitués par de l'hydrogène et de l'oxyde de carbone ; ils sont maintenus séparés des gaz et vapeurs évacués de la section supérieure de distillation de la cornue. Les gaz sortant par le tuyau 22 sont refroidis dans le condenseur 23 pour séparer toutes vapeurs conden- sables qu'ils contiennent et les gaz épurés de toute manière connue dans l'épurateur 24, l'épuration ayant principalement pour but l'enlèvement des sulfures.

   Les gaz épurés sont recueillis dans le gazomètre 28 et des parties de ces gaz sont continuellement remises en cir- culation par le tuyau 29 jusqu'au tube inférieur de la cornue pour s'élever dans cette cornue en contrecourant à travers le minerai et le coke qui descendent. Comme on l'a indiqué, ces gaz épurés sont essentiellement constitués par de l'hydrogène et de l'oxyde de carbone, qui sont tous deux de puissants agents réducteurs lorsqu'ils sont en contact avec le mélange chaud d'oxyde de fer et de coke. 



  En introduisant ces gaz près du point de sortie de la cornue, ils exercent une forte action refroidissante sur la charge chaude, en utilisant ainsi une grande partie de la chaleur sensible de la charge pour achever la réduction, cette chaleur étant transmise aux solides descendant dans la cornue. e 
Pendant le fonctionnement des quantités filites d'air s'ont introduites dans la cornue par le tuyau 30 pour assurer une combustion incomplète du coke chaud et produire de ce fait un chauffage interne en formant des   @   

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 quantités supplémentaires d'oxyde de carbone. Le chauffage externe des tubes 3 peut être effectué par combustion de gaz venant des gazomètres 20 et 28 dans les brûleurs 5,ces gaz étant distribués par des tuyaux   2 le,  39. 



   Le minerai réduit, la gangue, le carbone non   consommé   et la cendre de charbon sont déchargés de la cornue sur un transporteur 31 et transportés à l'amalgameur 32. Les solides sont ici agités avec de l'huile d'hydrocarbure légère dans une masse d'eau, conformément à un procédé d'épuration particulièrement approprié, bien que tout autre procédé de séparation convenable puisse être utilisé. 



  Grâce à cette amalgamation, les solides sont séparés en trois sortes de matières, à savoir du minerai de fer réduit ou fonte spongieuse, de la gangue et des cendres, et du carbone, ce dernier s'amalgamant avec l'huile. Le métal réduit tombe au fond du séparateur 36 et est retiré de celui- ci au moyen du séparateur   37   pour être amassé, L'amalgame de carbone et d'huile est séparé de la gangue et de l'eau et ramené à la trémie 10 par le transporteur sans fin 38. 



  Lors'du retour à la cornue, l'amalgame est débarrassé de l'huile et le carbone est utilisé pour la réduction de nouvelles quantités de minerai. 



   Bien que   l'invention   ait été décrite en se référant à un mode de réalisation déterminée il est évident que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la construction décrite sans sortir du cadre de l'invention. 



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Claims (1)

1. REVENDICATIONS l.- Procédé de réduction de minerai consistant à mélanger le minerai avec du coke à basse température présentant une certaine teneur en hydrogène volatil,à chauffer le mélange à la température de réduction,dans, une atmosphère réductrice et à séparer le minerai réduit de la gangue et du coke non consommé.

   2.- Procédé de réduction de minerai suivant la revendication 1, selon lequel l'atmosphère réductrice est une atmosphère d'hydrogène et d'oxyde de carbone.

   3.- Procédé de réduction de minerai suivant la revendication 1, comprenant la distillation de charbon pour l'amener à la phase de coke à basse température sans faire dégager complètement les parties volatiles de ce charbon, le retrait et la condensation des vapeurs dégagées pendant la distillation et ensuite le mélange du coke comportant encore une certaine teneur en hydrogène- volatil avec le minerai de fer.

   4.- Procédé de réduction de minerai suivant les revendications 1 et 3 comprenant l'opération consistant à retirer et recueillir les gaz dégagés du mélange pendant qu'il est chauffé à la température réductrice, ces gaz étant retirés et recueillis indépendamment des vapeurs et gaz dégagésdu coke.

   5.- Procédé de réduction de minerai suivant les revendications 1 et 4, comprenant l'opération consistant à remettre dans le cycle certaines parties des gaz dégagées du mélange de réduction pour amener de nouveau ces parties en contact avec le mélange de minerai de coke en cours de réduction. <Desc/Clms Page number 8>

   6. Procédé de réduction de minerai suivant la revendication 1, dans lequel la séparation du minerai réduit de la gangue ou du coke non consommé est effectuée en,traitant le coke non consommé avec de l'huile d'hydro- .carbure pour former de ce fait un amalgame.

   7.- Procédé de réduction de minerai suivant les revendications 1 et 6, comprenant l'opération consistant à ramener l'amalgame résultant au charbon devant être distillé.

   8.- Procédé de réduction de minerai suivant la revendication 1, comprenant l'opération consistant à brûler incomplètement le coke dans le mélange de minerai et de coke, pendant que ce mélange passe par la zone de réduction.

   9. - Procédé de réduction de minerai suivant les revendications 1 et 8, comprenant l'introduction d'air dans une mesure limitée dans la zone de réduction en vue d'aider à assurer la combustion incomplète du charbon, 10.- Procédé de réduction de minerai, suivant les revendications 1 et 5, selon lequel les gaz devant être remis dans le cycle après avoir été séparés'du mélange en réduction sont amenés à passer en contre-courant à travers le -mélange de réduction.

   Il.- Procédé de réduction de minerai suivant la revendication 1, comprenant l'opération consistant à faire avancer le charbon devant être distillé en continu, de:même que le minerai devant être réduit, à travers une zone de distillation et une zone de réduction, respec- 'tivement, pendant que la distillation et la réduction ' sont effectuées.

   @ <Desc/Clms Page number 9> 12. - Procédé de réduction de minerai, en substance comme décrit et représenté et pour le but exposé.